Електрошлакове зварювання: сутність процесу і область застосування, технологія, обладнання, переваги і недоліки

Електрошлакове зварювання відноситься до термічного класу і є видом зварювання плавлення. Джерело нагріву – теплота, що виділяється при проходженні енергоносія в шлакової ванні.

Робочий процес протікає у вертикальній площині і полягає в проходженні зварювального кола електричного струму по електроду, основного металу і рідкого шлаку. Відбувається розплавлення основного металу, присадочного матеріалу за рахунок тепла від нагрітої шлаковой ванни.

Класифікують електрошлакового зварювання по виду, кількості електродів і наявності коливань електрода.

ГОСТи

Вимоги, технічні умови, типи з’єднань і інша інформація, що відноситься до електрошлакового зварювання, міститься в ГОСТах, обов’язкових для виконання. Деякі стандарти:

  1. процеси зварювання: ГОСТ 30482-97 – правила технологічного процесу проведення робіт дротяним електродом або плавиться мундштуком низьколегованих і вуглецевих сталей.
  2. зварювальні матеріали: ГОСТ 9087-81, ГОСТ 30756-2001 – технічні умови на флюси зварювальні плавлені для електрошлакового зварювання і технологій.
  3. зварні з’єднання: ГОСТ 15164-78 – типи, елементи, розміри.

де застосовується

Основна область застосування – важке машинобудування.

Можливості використання:

  • з’єднання товстостінних листів і деталей (Бронекорпусов кораблів, валів гідравлічних турбін, станин потужних пресів і прокатних станів, броні танків, барабанів котлів високого тиску);
  • зварювання металів, що мають різний хімічний склад;
  • спорудження кожухів домен;
  • виробництво зварювально-кованих і зварювально-литих конструкцій;
  • виготовлення металургійного обладнання, товстостінних циліндрів.

Метод також застосовують для зварювання металу невеликої товщини (14-30 мм), наприклад, монтажних стиків корпусів суден на стапелі.

способи зварювання

Методи електрошлакового зварювання залежать від типу застосовуваних електродів і поділяються:

  • електродними дротами;
  • електродами великого перерізу;
  • плавиться мундштуком.

За допомогою електродних дротів

Процес виконується із застосуванням дротяного електрода з діаметром перетину 2-3 мм без поперечних коливань.

Швидкість подачі дроту в шлакову ванну повинна бути постійною. Метод застосовується при зварюванні металу товщиною до 50 мм.

Для зварювання металу більшої товщини використовується кілька електродних дротів. Електроди переміщуються зворотно-поступальним способом в перпендикулярному напрямку до поздовжньої осі зварюваного шва.

Використання електродів великого перерізу

Застосовують стрижні і пластини круглого, квадратного або іншого перетину. Розміри і кількість електродів залежать від розмірів деталей, що з’єднуються, форми і величини заварювати отворів і порожнин.

Спосіб переважно використовується при великій товщині зварюваних елементів і висоті шва до 1 м.

Пластинчастий електрод у міру його оплавлення опускається в шлакову ванну, глибина якої становить 20-25 мм. Освіта шва відбувається в результаті з’єднання розплавлення основного металу з розплавленим матеріалом пластин.

Застосування плавиться мундштука

Метод поєднує в собі зварювання електродними дротами і електродів великого перерізу. У зазор між сполучаються деталями встановлюється нерухомо сталева пластина (мундштук). Вона має трубки або пази, через які пропускаються електродні дроту.

Мундштук в процесі зварювання залишається нерухомим. У шлакову ванну подаються електродні дроту, які розплавляються і заповнюють зазор між сполучаються елементами. Одночасно з дротом відбувається оплавлення тієї частини мундштука, яка знаходиться в шлакової ванні.

Механізм електрошлакового зварювання

Розмір мундштука і кількість дротів вибираються відповідно до розмірів деталей, що зварюються. Цей метод застосовують при з’єднанні елементів зі складним перетином і невеликою висотою швів. Плавиться мундштук виготовляють з перетином такої ж форми, як у з’єднуються частин.

технологія зварювання

Зварюються деталі встановлюють вертикально, залишаючи достатній зазор між крайками. Формування металу шва відбувається примусово. У зону зварювання подається дротяний електрод або сталева пластина (стрижень) і флюс. Між дротом і металом на початку процесу горить дуга. Після утворення достатньої шару рідкого флюсу (шлаковой ванни) дуга гасне, і проходження електричного струму відбувається тільки через флюс. Вирізняється тепло сприяє подальшому розплавлення флюсу, дротяного електрода і кромок зварювальних матеріалів. Розплавлений метал утворює зварювальну ванну, стікаючи на дно шлакової ванни.

Зварювальний головка разом з мідними повзунами-кристалізаторами переміщається по з’єднуються деталей низу до верху, утримуючи їх. Повзуни, формуючі метал шва, охолоджуються через канали, по яких циркулює вода. Мета – забезпечення нормального формування шва і запобігання витікання з плавильного простору рідкого шлаку і металу. У міру заповнення зазору пластини повзуна переміщаються вгору. Метал ванни охолоджується, відбувається кристалізація і утворення зварного шва по всій висоті кромок з’єднувальних матеріалів.

устаткування

Метод вимагає застосування обладнання – зварювальних апаратів автоматичного і напівавтоматичного типу, верстатів і установок.

Зварювальний автомат для шлакової зварювання містить:

  • джерело живлення;
  • зварювальну головку;
  • пристрою (повзуни) для примусового утримання зварювальної ванни;
  • механізми переміщення зварювального апарату і електродів;
  • елементи управління;
  • котушки для дроту;
  • бункер для флюсу;
  • прилади контролю положення зварювальної ванни.

Орієнтовна вартість зварювальних апаратів на Яндекс.Маркет

Переваги і недоліки

До позитивних якостей способу відносяться:

  1. Можливість однопрохідної зварювання виробів, що мають необмежену товщину. Наслідок – зменшення трудомісткості зварювального процесу, здешевлення виробництва, поліпшення якості швів.
  2. Відсутність необхідності в спеціальній підготовці кромок деталей, що зменшує обсяг підготовчих робіт.
  3. Витрата флюсу в 15-20 разів менше в порівнянні з електродугової зварюванням під флюсом.
  4. Вертикальне положення процесу зварювання Не потрібно часто кантування виробів.
  5. Забезпечення рівномірного проварена кромок з’єднувальних елементів.
  6. Відсутність кутових деформацій на аркушах після зварювання.
  7. Висока продуктивність.

недоліки:

  • обов’язкова вертикальна орієнтація шва;
  • неприпустимість переривання зварювального процесу щоб уникнути дефектів;
  • необхідність установки додаткового обладнання (Повзуни, планки);
  • грубозерниста структура шва;
  • необхідність термообробки готового виробу з метою поліпшення міцності.
Ссылка на основную публикацию